汽车离合器设计思考

朱佰强

摘 要：汽车从启动开始，并且在行驶过程中，离合器的作用就在于慢慢接合变速器和发动机，让汽车可稳定起步。为减少换挡的冲击，可以切断发动机和变速器间的联系。离合器与开关的作用相似，因此起到的作用是断离、接合动力传递。无论是哪种汽车，均有形式不同的离合器。汽车离合器的设计非常重要。该文重点探究汽车离合器设计要点，进而提出一种新型离合器设计方法，旨在保证汽车离合器的设计质量和性能。

关键词：汽车离合器；设计要点；参数选择

中图分类号：U463 文献标志碼：A

0 引言

离合器的主要功能是切断及接合发动机与传动系统，保证汽车起步的稳定性。在汽车需要换挡时，发动机和传动相分离，降低了变速器在换挡中齿轮的冲击强度。在汽车运行中如果遇到了较大的动力荷载时，离合可以限制传动系所承受的最大力矩，避免部分零部件承载过大出现损坏问题。同时，离合器还能够降低传动系噪声与振动系数。这就需要做好离合设计工作，掌握离合设计要点，充分保证离合器的应用质量以及汽车行驶安全。

1 汽车离合器设计要点

1.1 摩擦片设计

摩擦离合器需要凭借主动、从动摩擦表面传动力矩，从而实现功能。离合器静摩擦力矩Tc为：

Tc=fFZRc

其中，f代表表面静摩擦因素，通常取值范围在0.25～0.30；F代表压盘施加在摩擦面上的压力；Rc表示摩擦片的摩擦半径；Z表示摩擦面数，通常单片离合器为2、多片离合器为4。结合离合器基本参数来看，其主要参数包括性能参数B和Po；尺寸参数D和d；摩擦片厚度b、结构参数摩擦面数Z、离合间隙。

1.2 后备系数B选择

后备系数作为离合器设计中十分重要的参数指标，决定了离合器传递发动机最大转矩的可靠性。在设计中，B不可过小，也不可过大。如果发动机后备功率大、使用条件好，则可以适当降低B；如果运行条件差、拖带挂车，则要适当增加B。膜片弹簧离合器由于在摩擦之后压力更加稳定，因此B的选值要微低于螺旋弹簧离合器。为了能够保证传递发动机转矩的可靠性，Tc设计过程中需要保证其系数大于发动机最大转矩，即

Tc=BTe

其中，B表示离合器后备系数，并且系数必须要>1；Te代表发动机最大扭矩。

1.3 摩擦片外径D、内径d、厚度b

2 离合器其他主要部件的结构设计

2.1 从动盘毂的设计

2.2 从动盘的设计

从动盘是离合器的重要组成零件，设计从动盘时应减小其质量，使质量能均匀地分布于旋转中心，减小从动盘转动惯量。离合器从动盘在转动过程中会产生惯性力，在变速器换挡时会产生齿轮冲击或者加速变速器的同步器装置磨损。惯性力的大小与从动盘的转动惯量成正比，为了减小转动惯量以减小变速器齿轮间的冲击，从动盘一般都做得很薄，通常用1 mm～3 mm厚的钢板冲压而成，有时为了使质量更加均匀地分布于旋转中心，减小从动盘的转动惯量，将从动盘的外缘磨削至0.6 mm～1 mm。

从动盘在转动过程中，应保证具有轴向弹性，使离合器能够平顺启动，保证齿轮结合面的压力分布均匀，减小齿轮间的相互摩擦，增加使用寿命。从动盘还应安装扭转减震器，避免在转动过程中产生传动系共振，减缓离合器的冲击。

常见的从动盘主要分为3种结构形式：整体式弹性从动盘其优点是生产效率高，但难以保证每个摩擦片刚度的一致性；分体式弹性从动盘可以保证摩擦片刚度的一致性，但对制造工艺要求较高，制造成本较高，在小轿车中应用较多；组合式弹性从动盘通常应用在越野车上，是靠压盘一侧的从动片上铆接弹簧片，靠近飞轮一侧的无弹簧片，为保证从动盘的弹性作用，弹簧片的压缩行程不应小于0.6 mm。

2.3 离合器盖的设计

离合器盖通常与飞轮固定，是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支撑壳体，通过它传递发动机输出扭矩。离合器盖结构设计中应注意以下问题。离合器盖应具有足够的刚度。离合器分离杠杆支撑在离合器盖上，如果离合器盖的刚度不够，会使离合器盖产生较大变形，降低离合器传动机构的转动效率，增大分离行程，减小压盘升程，引起摩擦片的磨损，还会造成变速器换挡困难，严重时会导致摩擦面不能分离。离合器盖与飞轮保持良好的对中。离合器盖中包括分离杠杆、压紧弹簧、压盘等重要零件，因此要保证与飞轮良好的对中，否则会影响离合器总成的平衡和正常转动。离合器盖的对中主要用定位销、定位螺栓、止口对中，止口对中应注意离合器盖内径应大于离合器摩擦片外径。离合器盖的通风散热。为防止摩擦表面温度过高，增大离合器的冷却，离合器盖必须开具通风窗口，或在盖上增设通风风扇，有时还可以在盖上设置各种形状的散热筋以帮助散热通风。

3 结语

综上所述，离合器作为汽车重要的组成元器件，为了能够有效保证离合器质量，需要不断强化离合器设计工作，掌握设计要求、选择、参数等要点，在设计中，要确保每个设计环节环环相扣，这样才能够确保最终的设计质量，提高离合器的使用性能。

参考文献

[1]张勇.汽车膜片离合器的分析与研究[J].陕西工业职业技术学院学报，2016（3）：42-44.

[2]申付松.AMT汽车自动离合器液压执行机构研究与开发[D].重庆：重庆大学，2011.

[3]程伟平.基于QFD汽车离合器设计方法及评价决策研究[D].安徽：合肥工业大学，2016.

[4]刘标.膜片式离合器的设计与应用研究[J].科技经济导刊，2016（19）：666-667.